. Дубна: 2 oC
Дата 23.11.2020
rss vk ok fb twitter

GESDubna

Электроэнергия нам обходится все дороже. А хочется, чтобы становилась все дешевле. Вот была бы собственная маленькая электростанция в каждом доме или на каждом заводе, или в каждой пекарне – кто бы жаловался на высокую плату за электричество!

А ведь было так, было: в далеких от промышленных центров деревнях еще полвека назад работали свои, маленькие ГЭС. 

Вода течет, турбина крутится, электричество бежит в дома, на фермы, в сельские амбулатории и больницы… Красота! Но наступила эпоха большой энергетики. Сибирские, волжские и днепровские ГЭС связали Единой энергетической системой. Энергии стало много, энергия подешевела, и возиться с малыми ГЭС показалось невыгодным делом. И теперь у нас в среднем по стране гидроэлектростанциями освоено всего 20 – 30% водных источников, в то время как в Европе – 95%. Оказывается, причина тут не в нашей лени и недостаточной предприимчивости. Совсем наоборот. Именно трезвый расчет эффективности вложений в малые ГЭС сегодня мешает частным инвесторам финансировать их развитие.

Мал золотник, да дорог

Малыми в России принято называть гидроэлектростанции мощностью не более 5 МВт.

Российская электроэнергетика и начиналась со строительства малых ГЭС почти сто двадцать лет назад. Они возводились там, где бурно развивалась промышленность.

Одной из первых в России в 1896 г. построили ГЭС мощностью 0,3 МВт вблизи Ленских золотых приисков, на реке Ныгри. Воду Ныгри направили на ГЭС по деривационным сооружениям, которые до этого использовали для промывки золотоносных песков. Вместе с гидроэлектростанцией соорудили две первые в России высоковольтные линии электропередачи. Ныгринская ГЭС сразу стала самой крупной и значительной в Сибири.

С запуском в строй Ныгринской ГЭС тяжелый труд золотодобытчиков механизировали, в шахтах установили электроподъемники, электрифицировали приисковую железную дорогу, служившую для вывоза отработанной породы, подключили телефонные линии. Магистраль Ленских приисков стала первой в России электрифицированной железной дорогой. В 1910 году компания «Лензото» стала лидером Ленского золотопромышленного района, монополизировав практически всю добычу драгоценного металла, транспорт и торговлю. По масштабу добычи «Лензолото» вышло на первое место в России. И до сих пор на приисках вблизи города Бодайбо добывают 16 тонн золота в год.

ГЭС для утоления жажды

После 1917 года идея электрификации Советской России с помощью плана ГОЭЛРО развивалась тоже в содружестве с развитием промышленности. Но ставка была сделана на гигантские ГЭС с высокой мощностью – в соответствии с масштабами индустриализации.

Несмотря на экономически обоснованный гигантизм, в 30-е годы в Московской области построили полтора десятка малых ГЭС, большинство которых исправно работают и сегодня.

Тогда же выстроили пять ГЭС, оказавшиеся теперь на территории Москвы. Из них ныне работают четыре: Сходненская – в Южном Тушино, Карамышевская – в Нижних Мневниках, Перервинская – в Люблино и Рублевская – на западе, за МКАД. Часть малых ГЭС Московской области появилась в ходе строительства канала Москва-Волга, сооруженного для бесперебойного снабжения москвичей пресной водой.

Чтобы волжская вода потекла в Москву, потребовалось ее перебросить через Клинско-Дмитровскую гряду, подняв на высоту этой гряды – 38 метров. Понятно, что вода сама не станет течь снизу вверх. От Иваньковского водохранилища на Волге вверх по каналу на протяжении первых его 74 километров воду в Москву гонят 5 насосных станций. Дальше, вниз, она стекает сама, и было бы неэкономно использовать энергию такой огромной массы воды. Перепад уровней между Икшей и Москвой использовали для попутной выработки электроэнергии водой, текущей по каналу. ГЭС канала имени Москвы компенсируют примерно две трети электроэнергии, потребляемой насосными станциями канала. Правда, не все из ГЭС канала являются малыми. Иваньковская мощностью 32 МВт и Сходненская мощностью 30 МВт относятся к средним ГЭС. А вот Карамышевская и Перервинская (обе по 3,6 МВт) – по-настоящему малые гидроэлектростанции.

Малые ГЭС до 60-х годов прошлого века в СССР использовались практически по всей стране. В 30-40-е годы их настроили довольно много, решая проблему электрификации сельского хозяйства и местных промыслов.

В Башкирии, например, 80% энергетических потребностей села решали 200 малых ГЭС. К концу же шестидесятых годов большинство сельских линий электропередачи Башкирии стали питаться от Единой энергетической системы. Почти все малые ГЭС Башкирии были законсервированы и постепенно пришли в упадок. Большая энергетика погубила малую. Сегодня у российского государства желание использовать и малую энергетику появилось, и  начинать приходится с самого начала.

Какую выбрать – малую или большую? 

Планируя строительство гидроэлектростанции, отталкиваются, прежде всего, от возможностей источника воды – мощности, которую он способен дать.

Вода падает на лопатки колеса или турбины, колесо от этого вращается вместе с валом, на который оно насажено. На том же валу сидит другое колесо, составленное из катушек, обмотанных металлической проволокой – проводниками электричества. При движении проводника электричества в магнитном поле в этом проводнике появляется электрический ток. Поэтому «катушечное» колесо, называемое ротором, вращается вблизи электрического магнита, называемого статором, и в катушках колеса начинает течь электрический ток. Ток с катушек снимают так называемыми щетками и передают потребителям электричества через линию электропередачи. Такова вкратце схема работы любой ГЭС – малой и большой.

Чем больше мощь текущей воды (ее расход и перепад высот), тем большую электрическую мощность она может вырабатывать. Это значит, что на широких равнинных реках, собирающих огромную массу воды, но имеющих небольшой уклон, выгодно строить большие ГЭС. Такие ГЭС нуждаются в плотинах, перекрывающих русло и создающих перепад высот для работы турбин. Вот почему для всех ГЭС на Волге понадобилось строить плотины и затапливать большие территории, на месте которых разлились огромные водохранилища. Ведь Волга течет довольно медленно – от 2 до 6 км/ч (0,5 – 1,6 м/с). А уклон ее составляет в среднем 70 см на километр.

На малых равнинных реках тоже можно строить ГЭС, но, конечно, малой мощности. Если уклон малой реки невелик, то придется строить русловую ГЭС, перегораживая русло реки плотиной, чтобы сконцентрировать энергию всего потока на лопатках водяной турбины. Если малая река стремительно течет по крутому, извилистому руслу, в котором очень неудобно строить и эксплуатировать плотину, то используют деривационный (отводной) канал, по которому часть потока направляют на стоящую в стороне от реки ГЭС с турбиной.

Бывают случаи, когда совмещают оба способа – и русло перекрывают плотиной, создавая дополнительный напор, и отводят воду по деривационному каналу в турбинный зал. Например, Сходненская ГЭС построена по деривационной схеме. При этом она использует перепад высот между образованным земляной плотиной напорным Химкинским водохранилищем и рекой Сходней.

Экономика малой ГЭС

В чем проблема малых ГЭС? Почему инвесторы не спешат вкладывать деньги в их строительство?

«Развитие малых ГЭС в условиях рыночной экономики – вопрос не технический, а финансовый, – поясняет главный инженер ГЭС-191 (Иваньковской ГЭС) ФГУП «Канал имени Москвы» Андрей Сухомлинов. – Рентабельность ГЭС зависит не только от ее мощности, но и от наличия конкурентов, удаленности от сети ЛЭП, от потребительского спроса в данной местности и от наличия свободных мощностей. Кроме того, решаясь на строительство, инвестор должен учитывать величину компенсаций за затопление территории под водохранилище, которое будет создавать напор для ГЭС. В современных российских реалиях компенсационные затраты составляют очень большую долю в общем объеме капиталовложений в гидросооружения.

Если бы Иваньковская ГЭС строилась не в 30-е годы, а сегодня, то затраты на компенсации за затопление территорий под Иваньковским водохранилищем не окупились бы и за 25 лет произведенной на ГЭС электроэнергией.

При этом Иваньковская ГЭС все же не малая. Но даже если вы строите малую ГЭС на реке, где уже есть пруд, создающий напор, и не несете компенсационных затрат, серьезные риски может создать экономия на качестве автоматики ГЭС. Установили недостаточно хорошую автоматику – «гуляет» частота тока в сети, электроприборы потребителей выходят из строя. Если сгорит домашний телевизор, расходы на компенсацию его владельцу не очень велики. А если повредится промышленный агрегат? Суммарные риски довольно значительны. Так что частному инвестору есть о чем задуматься, прежде чем решиться вложить деньги в строительство малой ГЭС».

К словам эксперта стоит добавить и то, что климат России не позволяет на всей ее территории малым ГЭС производить электроэнергию круглогодично. Большинство наших малых рек способы дать достаточный для ГЭС расход воды только в период таяния снега и в сезон обильных дождей. Зимой же и реки, и водохранилища глубоко промерзают. За рубежом эту проблему пытаются решить, сочетая гидрогенерацию электричества с использованием энергии ветра. В России такие примеры тоже есть, но мало. И все равно, с учетом всех затрат на капиталовложения, ведение бизнеса и обслуживание малой ГЭС, себестоимость произведенной на ней электроэнергии получается выше, чем на любой крупной ГЭС.

Из всех стран бывшего СССР энергично развивает малые ГЭС только Армения. Потому что из катастрофического дефицита электроэнергии другого выхода у этой страны нет.

Вот и резюме: малые ГЭС, несмотря на их сегодняшнюю сомнительную рентабельность охотно станут строить в России лишь тогда, когда у нас исчерпаются  другие энергетические возможности. Но все рассчитывают, что случится это еще не скоро. Похоже, воскресить малые ГЭС сможет только новая индустриализация.

Наталия Теряева

Добавить комментарий

Комментарии не должны оскорблять автора текста и других комментаторов. Содержание комментария должно быть конкретным, написанным в вежливой форме и относящимся исключительно к комментируемому тексту.


Защитный код
Обновить